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infotek 2024-11-11 07:54

基于SLM光束整形系统中光学系统像差的研究

空间光调制器(SLM.0003 v1.0) 8)Z)pCN  
应用示例简述 xtWwz}^8]  
1. 系统细节 JX.3b_O  
 光源 3PLYC}Jq  
— 高斯激光束 -nHt6AbqP  
 组件 |TQ#[9C0  
— 反射型空间光调制器组件及后续的2f系统 iE6?Px9]  
— 不同的傅里叶透镜设计(球面,非球面) 具有不同的性能和像差  ktA5]f;  
 探测器 qKSS 2f $  
— 视觉感知的仿真 R [qfG! "  
— 高帽,转换效率,信噪比 uK6'TJ  
 建模/设计 Z,jR:_ p  
— 场追迹: Z9)-kRQz=r  
 基于不同性能傅里叶透镜的SLM光束整形系统的性能评估。 QWncKE,O$  
{Xjj-@  
2. 系统说明 y#B4m`9  
eBZ94rA]  
Wx:He8N] H  
_ SuW86  
3. 建模&设计结果 J,W<vrKOcN  
z^FJ  
不同真实傅里叶透镜的结果: f>!H<4 ]  
'vP"& lrn  
K Y=$RO  
"hbCP4  
4. 总结 ,pTj'I  
基于采用傅里叶光学的SLM光束整形系统的性能研究。 59@PY!c>  
T4JG5  
 理想光学系统采用2f系统代替具有透镜像差的真实透镜。 =$w QA  
 分析由不同球面和非球面的性对高帽光束质量的影响。 _k|k$qxE  
?niv}/'%O  
光束整形应用需要高性能和低像差的光学系统,如非球面系统。 u6t%*''  
] >4CBm$  
应用示例详细内容 ]YciLc(  
?!Wh ^su-  
系统参数 )Y](Mj!D  
v;WfcpWq2  
1. 该应用实例的内容 :'$V7LZ5  
ty>9i]Y-  
3+4U?~^k*  
r+W;}nyf  
EJid@  
2. 仿真任务 4;|@eN  
g9.y`o}c  
在之前的案例中,采用了理想的傅里叶光学系统(2f系统)。在接下来的工作中,使用真实的透镜进行替换,该透镜存在多种光学像差。 o'KBe%@/  
c!ul9Cw  
3. 参数:准直输入光源 0hpU9w}12  
 oB8LJZ;  
B;A< pNT  
u$Wv*;TT%  
4. 参数:SLM透射函数 CxV$_J  
t!&p5wJ*Q  
0PdX>h.t  
5. 由理想系统到实际系统 Yma-$ytp  
:m[HUh  
9$WA<1PK+  
 用真实的傅里叶透镜代替理想2f系统。 9zD,z+  
 因此会产生像差,像差由所用系统的性能决定。 5M? I-m  
 对于真实透镜系统的描述,需要必要的耦合参数。 xFj<KvV[  
 实际系统可这样选择:有效焦距有2f系统相近。 vPSY 1NC5  
 表格中的参数与之前采用的2f系统理想指标一致。 er0y~  
(o2.*x  
cR6Rb[9 N  
l,k.Jo5  
g?gF*^_0  
应用示例详细内容 p_EWpSOt7  
,KaO8^PB  
仿真&结果 El^V[s'3  
5,#aN}v#?  
1. VirtualLab中SLM的仿真 qM(@wFg  
k0IztFyj:R  
 由于可以嵌入组件,VirtualLab可以轻松的实现反射系统(如反射镜,真实透镜等)。 v VFT0_  
 以一个真实的系统(双凸球面透镜)作为傅里叶透镜。 rebWXz7  
 为优化计算加入一个旋转平面 /y3Lc.-  
fD#!0^  
,aU8. J_U  
o<L=l Q  
2. 参数:双凸球面透镜 2Xqa?ay0>  
\Z^Tk   
.|/VD'xV"  
 首先,使用一个具有相同曲率半径的双凸球面透镜。 Q[&CtM  
 由于对称形状,前后焦距一致。 yaK4% k  
 参数是对应波长532nm。 {S"!c.  
 透镜材料N-BK7。 )P#xny2  
 有效焦距可通过VirtualLab中的透镜计算器进行计算。 q\d/-K  
|HQFqa <  
bI:cYn1  
| W<jN  
yUX<W'-Hev  
P] Xl  
3. 结果:双凸球面透镜 )vD|VLV   
xP5Z -eL  
FJIo] p  
 生成的礼帽光束是一个干涉图案的叠加,干涉图案的出现时由于像差造成的。 wT&P].5n  
 较低的转换效率(56.8%)和信噪比。 RX ,c4;  
 一个对称双凸系统不能提供合适的传输性能。 R[!%d6jDE  
qj*77  
3|vZ `}  
]Vd1fkXO0  
zxy/V^mu  
4. 参数:优化球面透镜 r~;TId} #  
9@8)ZHf  
?dQ#%06mn  
 然后,使用一个优化后的球面透镜。 PHg(O:3WG  
 通过优化曲率半径获得最小波像差。 wyUfmk_}  
 优化获得不同曲率半径,因此是一个非对称系统形状。 ~?:Xi_3Lo  
 透镜材料同样为N-BK7。 BF(Kaf;<t.  
;s w3MRJ  
pTE.,~-J^j  
关于使用VirtualLab进行透镜优化的更多信息参考示例BDS.0003 ;f~z_3g  
W-ol*S  
$m0-IyXcv  
? W2W y\  
5. 结果:优化的球面透镜 '9 Xw_1B  
)B5(V5-!|  
; d :i  
 由于球面像差,再次生成一个干涉图样。 fR,7l9<%Zp  
 转换效率(68.6%)和信噪比一般。 `l<pH<F  
 一个优化的球面系统同样不能提供合适的传输性能。 {>zQW{!  
^ZG 3{>  
Qh,Dcg2ZM"  
fXB64MNo  
6. 参数:非球面透镜 @EGUQ|WL^  
m95;NT1N/g  
)Ga 3Ji}'  
 第三,从Asphericon中选择一个非球面透镜(类型:A25-50LPX)整合到SLM系统。 1" #W1im  
 非球面透镜材料同样为N-BK7。 gpe-)hD@R  
 该透镜从VirtualLab的透镜库中导入。 R\>=}7  
Jk=d5B  
关于使用VirtualLab进行透镜优化的更多信息参考示例BDS.0003 Fhbp,CX4p  
?KXgG'!!  
82~ZPZG  
5JA5:4aev  
g TqtTd~L  
7. 结果:非球面透镜 ] KR\<MJK  
rR 3(yy0L  
>Wr  
 生成期望的高帽光束形状。 Mf.:y  
 不仅如此,转换效率(90.8%)和信噪比都非常好。 te8lF{R  
 非球面透镜以几乎零像差将SLM函数转换成高帽光束。 jthGNVZ  
[iT#Pu5  
4I<U5@a  
*XSHzoT*  
+}@6V4BRn  
8. 总结 1 Ll<^P  
基于采用傅里叶光学的SLM光束整形系统的性能研究。 a>/jW-?  
6$"0!fl>  
 理想光学系统采用2f系统代替具有透镜像差的真实透镜。 09C[B+>h  
 分析由不同球面和非球面的性对高帽光束质量的影响。 DeL7sU  
S!wY6z  
光束整形应用需要高性能和低像差的光学系统,如非球面系统。 4.0JgX  
c!}f\ ]D  
扩展阅读 tx01*2]pX  
L?p,Sy<RI  
扩展阅读 )a'c_ 2[  
 开始视频 VLfE3i4Vwl  
-     光路图介绍 6=xbi{m$  
 该应用示例相关文件: 7SpF&  
-     SLM.0001:用于生成高帽光束的SLM位相调制器设计 ~i)IY1m"  
-     SLM.0002:空间光调制器位像素处光衍射的仿真
_'47yq^O  
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